ミニエンバイロメント搬送装置
【課題】小型、省エネルギーの除湿機を有するミニエンを提供する。
【解決手段】ミニエンにおいて、ウェーハ搬送を行う搬送室を内部に有するミニエン本体と、ミニエン本体の排気側と吸気側との間に設置され、ミニエン本体の内部を除湿する除湿機とを備えている。そして、除湿機は、吸着式除湿機からなり、水分を吸着する除湿材に供給する空気を冷却するプレクーラー２７、アフタークーラー２８と、水分を吸着する除湿材に供給する空気を加熱する排気ヒーター３３、再生ヒーター２３とを備え、プレクーラー２７、アフタークーラー２８と排気ヒーター３３、再生ヒーター２３との熱源にペルチェ素子４１が使用されている。
【解決手段】ミニエンにおいて、ウェーハ搬送を行う搬送室を内部に有するミニエン本体と、ミニエン本体の排気側と吸気側との間に設置され、ミニエン本体の内部を除湿する除湿機とを備えている。そして、除湿機は、吸着式除湿機からなり、水分を吸着する除湿材に供給する空気を冷却するプレクーラー２７、アフタークーラー２８と、水分を吸着する除湿材に供給する空気を加熱する排気ヒーター３３、再生ヒーター２３とを備え、プレクーラー２７、アフタークーラー２８と排気ヒーター３３、再生ヒーター２３との熱源にペルチェ素子４１が使用されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ搬送を行う搬送室内を低湿度状態に管理することができるミニエンバイロメント搬送装置（以下、ミニエンと略記する）に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置及び検査装置へウェーハを供給、排出するミニエンでは、主な搬送はウェーハが収納されているＦＯＵＰ（ｆｒｏｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ｕｎｉｆｉｅｄ ｐｏｄ）からウェーハを取り出し、半導体製造装置及び検査装置に供給し、半導体製造装置及び検査装置から排出されたウェーハを取り出し、ＦＯＵＰに収納する。このウェーハ搬送中にウェーハに異物が付着しないように、ミニエン搬送エリアは高い清浄度を要求されており、ミニエン上部にはファンフィルタユニットを設け、ミニエン搬送エリアをクリーンな状態としている。
【０００３】
一方、近年はパターンの微細化が進むにつれ、異物のみならず、ウェーハに水分が付着することによる品質の低下についても懸念されてきており、ウェーハの周囲を低湿度環境とする必要が出てきた。もともと、半導体製造装置や検査装置の多くは処理するために処理室を真空状態にしているため、必然的に水分のない状態を作り出している。ウェーハを搬送・保管するためのＦＯＵＰについては内部を窒素置換することにより、ドライな状態としている。ウェーハをＦＯＵＰから取り出し、半導体製造装置及び検査装置へ供給するミニエンにおいても、ウェーハの搬送エリア内を低湿度環境とする必要性が高くなってくると考えられる。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示された先行技術のように、ミニエンは内部を高い清浄度に保つため、装置上部にＦＦＵ（ｆａｎ ｆｉｌｔｅｒ ｕｎｉｔ）を設置している。このＦＦＵに乾燥した空気を供給することにより、ミニエン内部を低湿度環境にすることとしている。しかし、特許文献１では温度２３℃で５％ＲＨ以下にする場合、−２５℃にガスを冷却するとされている。ミニエンに供給する風量で常温の空気を−２５℃まで冷却するためには、通常の空調機よりも冷却能力の高い冷凍機、または大量の冷媒が必要となる。
【０００５】
また、特許文献２に開示された先行技術のように、低湿度空気を供給する除湿機は、低露点環境室に使用される除湿ロータを有した吸着式除湿機が一般的である。除湿機で低露点まで除湿するためには、まず、除湿する空気を冷却してある程度まで除湿してから、除湿ロータにて低露点まで除湿する。この除湿された空気は、除湿ロータで水分を吸着する際に発生する吸着熱によって温度が上がってしまうため、さらに冷却する。
【０００６】
この除湿ロータは、ある程度水分を吸着すると飽和して水分を吸着できなくなってしまうため、高温の再生用空気を除湿ロータに通し、吸着した水分を放出させる。一般的な除湿機では、除湿ロータを回転させ、除湿と再生を繰り返すことで連続的に除湿ができる。一連の除湿、再生に冷却器と加熱器を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３１１９６６号公報
【特許文献２】特開平１１−１４１９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前述した特許文献２に記載のような一般的な吸着式除湿機は、冷却器に冷凍機、加熱器に電気ヒーターを使用しているため、設備が大型化し、ランニングコストが増大する。
【０００９】
また、前述した特許文献１に記載のようなミニエンでは、半導体製造装置及び検査装置は、設置面積を極力小さくすることが要求されることから、低露点の乾燥空気を供給できる除湿機の小型化が必要とされている。
【００１０】
そこで、本発明は、このような要求に鑑みてなされたものであり、その代表的な目的は、小型、省エネルギーの除湿機を有するミニエンを提供することである。より詳細には、ミニエンに付属する除湿機において、大型の冷凍機と電気ヒーターを必要としない除湿機を提供することにある。
【００１１】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１３】
すなわち、代表的なものの概要は、ミニエンに乾燥空気を供給する除湿機において、水分を吸着する除湿材に供給する空気を冷却する冷却装置と、水分を吸着する除湿材に供給する空気を加熱する加熱装置とを備え、これらの冷却装置と加熱装置との熱源にペルチェ素子が使用されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１５】
すなわち、代表的なものによって得られる効果は、小型、省エネルギーの除湿機を有するミニエンを提供することができる。より詳細には、除湿機における除湿するための冷却装置と除湿材を再生するための加熱装置との熱源として、従来は冷却装置と加熱装置とにそれぞれ別の熱源を利用していたが、本発明は、電流を流すことで熱が移動するペルチェ効果を利用して、冷却、加熱を１つの素子で同時に行うことで、小型、省エネルギーの除湿機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係るミニエンの一例を示す構成図である。
【図２】図１のミニエンにおいて、吸着式除湿機の一例を示す系統図である。
【図３】図２の吸着式除湿機において、ペルチェ素子を使用したクーラー及びヒーターの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数の実施の形態またはセクションに分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００１８】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１９】
［本発明の実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係るミニエン（一例として、（）内に対応する構成要素、符号などを付記）は、ウェーハ搬送を行う搬送室を内部に有する本体（ミニエン本体１）と、前記本体の排気側と吸気側との間に設置され、前記本体の内部を除湿する除湿機（除湿機１０）とを備えている。そして、前記除湿機は、吸着式除湿機からなり、水分を吸着する除湿材に供給する空気を冷却する冷却装置（プレクーラー２７、アフタークーラー２８）と、前記水分を吸着する除湿材に供給する空気を加熱する加熱装置（排気ヒーター３３、再生ヒーター２３）とを備え、前記冷却装置と前記加熱装置との熱源にペルチェ素子（ペルチェ素子４１）が使用されていることを特徴とする。
【００２０】
上述した本発明の実施の形態の概要に基づいた本発明の一実施の形態を、以下において図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２１】
［本発明の一実施の形態］
本発明の一実施の形態に係るミニエンについて、図１〜図３を用いて説明する。
【００２２】
＜ミニエンの構成および動作＞
図１を用いて、本実施の形態に係るミニエンの構成および動作について説明する。図１は、このミニエンの一例を示す構成図である。
【００２３】
本実施の形態のミニエンは、ウェーハ搬送を行う搬送室を内部に有するミニエン本体１と、このミニエン本体１の排気側と吸気側との間に設置され、ミニエン本体１の内部を除湿する除湿機１０などから構成される。ミニエン本体１は、ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）を構成するファンユニット２とフィルタユニット３、ロボットハンド５が取付けられた搬送ロボット４、ウェーハ８の搬送口となるロードポート６、ウェーハ８を保管するＦＯＵＰ７、露点計１５、温度センサ１６などから構成される。
【００２４】
ミニエン本体１は、上部にファンユニット２とフィルタユニット３からなるＦＦＵが設置され、このＦＦＵのファンユニット２によって送り込まれた空気がフィルタユニット３によって異物を除去され、ＦＦＵからの気流９によってミニエン本体１の内部を清浄度が高い状態としている。
【００２５】
さらに、このミニエン本体１は、内部に搬送ロボット４が設置され、この搬送ロボット４に取付けられたロボットハンド５でＦＯＵＰ７に収納されているウェーハ８を取り出し、半導体製造装置及び検査装置へと搬送する。また、処理が完了したウェーハ８を半導体製造装置及び検査装置からロボットハンド５にて取り出し、ＦＯＵＰ７へ収納する。ＦＯＵＰ７に収納されているウェーハ８の処理が完了すると、ロードポート６によってＦＯＵＰ７の蓋が閉じられ、次工程へ搬送される。
【００２６】
さらに、ミニエン本体１には、除湿機１０が付属され、吸気ダクト１１を介して、ミニエン本体１に乾燥空気が供給される。吸気ダクト１１は、ミニエン本体１の上部に設置したファンユニット２の吸気側に設置され、除湿機１０から供給された乾燥空気の気流１３はファンユニット２によってフィルタユニット３を介してミニエン本体１の内部へと送り込まれる。さらに、乾燥空気はＦＦＵからの気流９の如く、ミニエン本体１の内部にダウンフローを形成し、ミニエン本体１の内部の塵と水分をミニエン本体１の下方へと移動させる。そして、ミニエン本体１の内部の塵と水分は、ミニエン本体１の下方に接続された排気ダクト１２よりミニエン本体１からの排気１４と共に除湿機１０へ戻される。
【００２７】
また、ミニエン本体１には、ミニエン本体１の内部の湿度を検出する露点計１５と、ミニエン本体１の内部の温度を検出する温度センサ１６が設置され、この露点計１５と温度センサ１６により湿度と温度を監視し、低湿度と温度が維持させるように制御される。
【００２８】
以上のように構成および動作するミニエンは、図示しないコントローラにより、上位装置との通信、各構成要素の制御を行い、ミニエン本体１の内部のウェーハ搬送室内を低湿度状態に管理して、半導体製造装置及び検査装置へウェーハを供給、排出することが可能となっている。
【００２９】
＜吸着式除湿機の系統および動作＞
図２を用いて、前述したミニエン本体１に付属される除湿機１０としての吸着式除湿機の系統および動作について説明する。図２は、この吸着式除湿機の一例を示す系統図である。
【００３０】
吸着式除湿機は、除湿ロータ２２によって空気中の水分を吸着させ、水分を一定量除去した吸気を供給する除湿機である。すなわち、この吸着式除湿機は、水分を吸着する除湿材を除湿ロータ２２の内部に有し、この除湿材に供給する空気を冷却する冷却装置と、除湿材に供給する空気を加熱する加熱装置とを備えている。
【００３１】
具体的に、吸着式除湿機は、吸着材を有する除湿ロータ２２と、ミニエン本体１の排気側から除湿ロータ２２の第１の吸気側への経路に設置された第１の冷却装置であるプレクーラー２７と、除湿ロータ２２の第１の排気側からミニエン本体１の吸気側への経路に設置された第２の冷却装置であるアフタークーラー２８と、アフタークーラー２８の排気側から除湿ロータ２２の第２の吸気側への経路に設置された第１の加熱装置である再生ヒーター２３と、除湿ロータ２２の第２の排気側から外部への経路に設置された第２の加熱装置である排気ヒーター３３などを備えている。さらに、プレクーラー２７の吸気側には、吸気ファン２６が設置され、また、排気ヒーター３３の排気側には排気ファン２１が設置されている。
【００３２】
以上のように構成される吸着式除湿機では、外気から吸気ファン２６によって取り込んだ空気をプレクーラー２７で冷却し、取り込まれた空気中の水分を予め設定した湿度まで除去する。設定した湿度まで下げられた空気を除湿ロータ２２に送り込み、最終的に必要とされる湿度まで水分を除去する。この除湿ロータ２２で水分を吸着する際に吸着熱が発生するため、送り込んだ空気の温度が上昇する。そのため、アフタークーラー２８によって乾燥空気の温度を下げ、ミニエン本体１へミニエン供給用乾燥空気２９として供給する。このアフタークーラー２８によってミニエン本体１の内部の温度を一定にすることも可能となる。さらに、湿度を下げられたミニエン本体１の内部のミニエン回収空気３０を除湿機の吸気側に戻し、吸気湿度を下げることにより、乾燥空気の水分量を下げるとともに、除湿機の負荷を軽減させる。
【００３３】
また、除湿ロータ２２は一定量の水分を吸着すると、除湿ロータ２２内の除湿材が飽和し、水分を吸着できなくなる。そのため、除湿材を再生し、再び水分を吸着できる状態に戻す必要がある。この除湿ロータ２２を再生するためには、吸着した水分を蒸発させて再生させる。外気からの再生用空気２４とミニエン本体１に供給する乾燥空気の一部を再生用乾燥空気２５として使用する。再生用空気２４と再生用乾燥空気２５を再生ヒーター２３で温度を上げ、空気中に取り込める水分の量を多くする。温度を上げた再生用空気３１を除湿ロータ２２に通し、除湿ロータ２２が吸着した水分を蒸発させ、除湿ロータ再生後の高湿度空気３２を排気ヒーター３３によって、除湿ロータ２２から蒸発した水分が除湿機内部で再結露しないように加熱して、排気ファン２１で排気する。
【００３４】
以上のように動作する吸着式除湿機では、除湿ロータ２２を一定速度で回転させることにより、水分の吸着と再生とを繰り返し行え、連続的に除湿することができる。
【００３５】
＜ペルチェ素子を使用したクーラー及びヒーターの説明＞
図３を用いて、前述した吸着式除湿機に搭載される、ペルチェ素子を使用したクーラー及びヒーターについて説明する。図３は、このペルチェ素子を使用したクーラー及びヒーターの一例を示す説明図である。図３は、図２に示した、除湿ロータ２２の一方の側のプレクーラー２７と排気ヒーター３３との組と、（）内に付した除湿ロータ２２の他方の側のアフタークーラー２８と再生ヒーター２３との組を示している。
【００３６】
例えば、一般的な吸着式除湿機に搭載されているプレクーラーとアフタークーラーは、エアコン等の空調機に使用される冷凍機を搭載している。ドライルームなどの部屋全体を低湿度環境にする場合は、供給する乾燥空気の量が多いため、除湿機自体の設備が大きく、冷凍機を搭載しても差し支えない。
【００３７】
しかし、本実施の形態のようなミニエンに付属される吸着式除湿機では、ミニエン本体１の内部のみを低湿度環境にする場合は設備の設置面積が限られているため、除湿機１０を小型にする必要がある。
【００３８】
また、一般的な吸着式除湿機に搭載されている再生用ヒーターは、電気ヒーターが主に使われている。この場合も、除湿機自体の設備が大きくなっても差し支えないが、本実施の形態のようなミニエンに付属される吸着式除湿機では、除湿機１０を小型にする必要がある。
【００３９】
そこで、本実施の形態の除湿機１０では、電流を流すことにより片側が吸熱、もう一方が放熱を行うペルチェ素子４１をクーラーとヒーターとの熱源に使用して、吸熱側にプレクーラー２７、アフタークーラー２８を取付け、放熱側に再生ヒーター２３、排気ヒーター３３を取付ける。具体的には、プレクーラー２７と排気ヒーター３３との組に１つのペルチェ素子４１を使用し、同様に、アフタークーラー２８と再生ヒーター２３との組にも、もう１つのペルチェ素子４１を使用する。これにより、１つのペルチェ素子４１で、プレクーラー２７またはアフタークーラー２８による冷却と、排気ヒーター３３または再生ヒーター２３による加熱を行い、除湿機１０を小型化することができる。
【００４０】
また、ペルチェ素子４１は、ペルチェ素子コントローラ４２に電気的に接続され、このペルチェ素子コントローラ４２によって冷却温度または加熱温度を制御することにより、除湿量を制御することが可能となる。
【００４１】
＜本実施の形態の効果＞
以上説明したように、本実施の形態に係るミニエンによれば、以下のような効果を得ることができる。
【００４２】
（１）吸着式除湿機からなる除湿機１０を備え、ミニエン本体１のウェーハ搬送室内を低湿度環境に維持することで、ウェーハ８に水分の付着を防止することができる。
【００４３】
（２）プレクーラー２７の冷却装置と排気ヒーター３３の加熱装置との熱源にペルチェ素子４１を使用し、アフタークーラー２８の冷却装置と再生ヒーター２３の加熱装置との熱源にペルチェ素子４１を使用することで、それぞれ１つの熱源で冷却と加熱を行うことができるため、設備の小型化と省エネルギーを実現することができる。
【００４４】
（３）プレクーラー２７及びアフタークーラー２８の冷却装置と、再生ヒーター２３及び排気ヒーター３３の加熱装置とを備えることで、ミニエン本体１内の除湿及び除湿ロータ２２内の除湿材の再生を実現することができる。
【００４５】
（４）ファンユニット２とフィルタユニット３からなるＦＦＵを備え、ファンユニット２の吸気側に乾燥空気を供給し、その乾燥空気をフィルタユニット３にて異物を除去することで、高清浄度、低湿度環境を実現することができる。
【００４６】
（５）露点計１５を備え、この露点計１５でミニエン本体１の内部の湿度を検出して、ミニエン本体１内を一定の低湿度環境に維持することができる。
【００４７】
（６）温度センサ１６を備え、この温度センサ１６でミニエン本体１の内部の温度を検出して、ミニエン本体１内の温度を一定に制御することができる。
【００４８】
（７）設備の小型化と省エネルギーを実現できる低露点型の除湿機１０を有するミニエンを提供することができる。
【００４９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明のミニエンは、半導体製造装置及び検査装置へウェーハを供給、排出するミニエンに関し、ウェーハ搬送を行う搬送室内を低湿度状態に管理することができるミニエンに利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１ ミニエン本体
２ ファンユニット
３ フィルタユニット
４ 搬送ロボット
５ ロボットハンド
６ ロードポート
７ ＦＯＵＰ
８ ウェーハ
９ ＦＦＵからの気流
１０ 除湿機
１１ 吸気ダクト
１２ 排気ダクト
１３ 乾燥空気の気流
１４ ミニエンからの排気
１５ 露点計
１６ 温度センサ
２１ 排気ファン
２２ 除湿ロータ
２３ 再生ヒーター
２４ 再生用空気
２５ 再生用乾燥空気
２６ 吸気ファン
２７ プレクーラー
２８ アフタークーラー
２９ ミニエン供給用乾燥空気
３０ ミニエン回収空気
３１ 温度を上げた再生用空気
３２ 除湿ロータ再生後の高湿度空気
３３ 排気ヒーター
４１ ペルチェ素子
４２ ペルチェ素子コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ搬送を行う搬送室内を低湿度状態に管理することができるミニエンバイロメント搬送装置（以下、ミニエンと略記する）に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置及び検査装置へウェーハを供給、排出するミニエンでは、主な搬送はウェーハが収納されているＦＯＵＰ（ｆｒｏｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ｕｎｉｆｉｅｄ ｐｏｄ）からウェーハを取り出し、半導体製造装置及び検査装置に供給し、半導体製造装置及び検査装置から排出されたウェーハを取り出し、ＦＯＵＰに収納する。このウェーハ搬送中にウェーハに異物が付着しないように、ミニエン搬送エリアは高い清浄度を要求されており、ミニエン上部にはファンフィルタユニットを設け、ミニエン搬送エリアをクリーンな状態としている。
【０００３】
一方、近年はパターンの微細化が進むにつれ、異物のみならず、ウェーハに水分が付着することによる品質の低下についても懸念されてきており、ウェーハの周囲を低湿度環境とする必要が出てきた。もともと、半導体製造装置や検査装置の多くは処理するために処理室を真空状態にしているため、必然的に水分のない状態を作り出している。ウェーハを搬送・保管するためのＦＯＵＰについては内部を窒素置換することにより、ドライな状態としている。ウェーハをＦＯＵＰから取り出し、半導体製造装置及び検査装置へ供給するミニエンにおいても、ウェーハの搬送エリア内を低湿度環境とする必要性が高くなってくると考えられる。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示された先行技術のように、ミニエンは内部を高い清浄度に保つため、装置上部にＦＦＵ（ｆａｎ ｆｉｌｔｅｒ ｕｎｉｔ）を設置している。このＦＦＵに乾燥した空気を供給することにより、ミニエン内部を低湿度環境にすることとしている。しかし、特許文献１では温度２３℃で５％ＲＨ以下にする場合、−２５℃にガスを冷却するとされている。ミニエンに供給する風量で常温の空気を−２５℃まで冷却するためには、通常の空調機よりも冷却能力の高い冷凍機、または大量の冷媒が必要となる。
【０００５】
また、特許文献２に開示された先行技術のように、低湿度空気を供給する除湿機は、低露点環境室に使用される除湿ロータを有した吸着式除湿機が一般的である。除湿機で低露点まで除湿するためには、まず、除湿する空気を冷却してある程度まで除湿してから、除湿ロータにて低露点まで除湿する。この除湿された空気は、除湿ロータで水分を吸着する際に発生する吸着熱によって温度が上がってしまうため、さらに冷却する。
【０００６】
この除湿ロータは、ある程度水分を吸着すると飽和して水分を吸着できなくなってしまうため、高温の再生用空気を除湿ロータに通し、吸着した水分を放出させる。一般的な除湿機では、除湿ロータを回転させ、除湿と再生を繰り返すことで連続的に除湿ができる。一連の除湿、再生に冷却器と加熱器を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３１１９６６号公報
【特許文献２】特開平１１−１４１９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前述した特許文献２に記載のような一般的な吸着式除湿機は、冷却器に冷凍機、加熱器に電気ヒーターを使用しているため、設備が大型化し、ランニングコストが増大する。
【０００９】
また、前述した特許文献１に記載のようなミニエンでは、半導体製造装置及び検査装置は、設置面積を極力小さくすることが要求されることから、低露点の乾燥空気を供給できる除湿機の小型化が必要とされている。
【００１０】
そこで、本発明は、このような要求に鑑みてなされたものであり、その代表的な目的は、小型、省エネルギーの除湿機を有するミニエンを提供することである。より詳細には、ミニエンに付属する除湿機において、大型の冷凍機と電気ヒーターを必要としない除湿機を提供することにある。
【００１１】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１３】
すなわち、代表的なものの概要は、ミニエンに乾燥空気を供給する除湿機において、水分を吸着する除湿材に供給する空気を冷却する冷却装置と、水分を吸着する除湿材に供給する空気を加熱する加熱装置とを備え、これらの冷却装置と加熱装置との熱源にペルチェ素子が使用されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１５】
すなわち、代表的なものによって得られる効果は、小型、省エネルギーの除湿機を有するミニエンを提供することができる。より詳細には、除湿機における除湿するための冷却装置と除湿材を再生するための加熱装置との熱源として、従来は冷却装置と加熱装置とにそれぞれ別の熱源を利用していたが、本発明は、電流を流すことで熱が移動するペルチェ効果を利用して、冷却、加熱を１つの素子で同時に行うことで、小型、省エネルギーの除湿機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係るミニエンの一例を示す構成図である。
【図２】図１のミニエンにおいて、吸着式除湿機の一例を示す系統図である。
【図３】図２の吸着式除湿機において、ペルチェ素子を使用したクーラー及びヒーターの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数の実施の形態またはセクションに分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００１８】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１９】
［本発明の実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係るミニエン（一例として、（）内に対応する構成要素、符号などを付記）は、ウェーハ搬送を行う搬送室を内部に有する本体（ミニエン本体１）と、前記本体の排気側と吸気側との間に設置され、前記本体の内部を除湿する除湿機（除湿機１０）とを備えている。そして、前記除湿機は、吸着式除湿機からなり、水分を吸着する除湿材に供給する空気を冷却する冷却装置（プレクーラー２７、アフタークーラー２８）と、前記水分を吸着する除湿材に供給する空気を加熱する加熱装置（排気ヒーター３３、再生ヒーター２３）とを備え、前記冷却装置と前記加熱装置との熱源にペルチェ素子（ペルチェ素子４１）が使用されていることを特徴とする。
【００２０】
上述した本発明の実施の形態の概要に基づいた本発明の一実施の形態を、以下において図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２１】
［本発明の一実施の形態］
本発明の一実施の形態に係るミニエンについて、図１〜図３を用いて説明する。
【００２２】
＜ミニエンの構成および動作＞
図１を用いて、本実施の形態に係るミニエンの構成および動作について説明する。図１は、このミニエンの一例を示す構成図である。
【００２３】
本実施の形態のミニエンは、ウェーハ搬送を行う搬送室を内部に有するミニエン本体１と、このミニエン本体１の排気側と吸気側との間に設置され、ミニエン本体１の内部を除湿する除湿機１０などから構成される。ミニエン本体１は、ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）を構成するファンユニット２とフィルタユニット３、ロボットハンド５が取付けられた搬送ロボット４、ウェーハ８の搬送口となるロードポート６、ウェーハ８を保管するＦＯＵＰ７、露点計１５、温度センサ１６などから構成される。
【００２４】
ミニエン本体１は、上部にファンユニット２とフィルタユニット３からなるＦＦＵが設置され、このＦＦＵのファンユニット２によって送り込まれた空気がフィルタユニット３によって異物を除去され、ＦＦＵからの気流９によってミニエン本体１の内部を清浄度が高い状態としている。
【００２５】
さらに、このミニエン本体１は、内部に搬送ロボット４が設置され、この搬送ロボット４に取付けられたロボットハンド５でＦＯＵＰ７に収納されているウェーハ８を取り出し、半導体製造装置及び検査装置へと搬送する。また、処理が完了したウェーハ８を半導体製造装置及び検査装置からロボットハンド５にて取り出し、ＦＯＵＰ７へ収納する。ＦＯＵＰ７に収納されているウェーハ８の処理が完了すると、ロードポート６によってＦＯＵＰ７の蓋が閉じられ、次工程へ搬送される。
【００２６】
さらに、ミニエン本体１には、除湿機１０が付属され、吸気ダクト１１を介して、ミニエン本体１に乾燥空気が供給される。吸気ダクト１１は、ミニエン本体１の上部に設置したファンユニット２の吸気側に設置され、除湿機１０から供給された乾燥空気の気流１３はファンユニット２によってフィルタユニット３を介してミニエン本体１の内部へと送り込まれる。さらに、乾燥空気はＦＦＵからの気流９の如く、ミニエン本体１の内部にダウンフローを形成し、ミニエン本体１の内部の塵と水分をミニエン本体１の下方へと移動させる。そして、ミニエン本体１の内部の塵と水分は、ミニエン本体１の下方に接続された排気ダクト１２よりミニエン本体１からの排気１４と共に除湿機１０へ戻される。
【００２７】
また、ミニエン本体１には、ミニエン本体１の内部の湿度を検出する露点計１５と、ミニエン本体１の内部の温度を検出する温度センサ１６が設置され、この露点計１５と温度センサ１６により湿度と温度を監視し、低湿度と温度が維持させるように制御される。
【００２８】
以上のように構成および動作するミニエンは、図示しないコントローラにより、上位装置との通信、各構成要素の制御を行い、ミニエン本体１の内部のウェーハ搬送室内を低湿度状態に管理して、半導体製造装置及び検査装置へウェーハを供給、排出することが可能となっている。
【００２９】
＜吸着式除湿機の系統および動作＞
図２を用いて、前述したミニエン本体１に付属される除湿機１０としての吸着式除湿機の系統および動作について説明する。図２は、この吸着式除湿機の一例を示す系統図である。
【００３０】
吸着式除湿機は、除湿ロータ２２によって空気中の水分を吸着させ、水分を一定量除去した吸気を供給する除湿機である。すなわち、この吸着式除湿機は、水分を吸着する除湿材を除湿ロータ２２の内部に有し、この除湿材に供給する空気を冷却する冷却装置と、除湿材に供給する空気を加熱する加熱装置とを備えている。
【００３１】
具体的に、吸着式除湿機は、吸着材を有する除湿ロータ２２と、ミニエン本体１の排気側から除湿ロータ２２の第１の吸気側への経路に設置された第１の冷却装置であるプレクーラー２７と、除湿ロータ２２の第１の排気側からミニエン本体１の吸気側への経路に設置された第２の冷却装置であるアフタークーラー２８と、アフタークーラー２８の排気側から除湿ロータ２２の第２の吸気側への経路に設置された第１の加熱装置である再生ヒーター２３と、除湿ロータ２２の第２の排気側から外部への経路に設置された第２の加熱装置である排気ヒーター３３などを備えている。さらに、プレクーラー２７の吸気側には、吸気ファン２６が設置され、また、排気ヒーター３３の排気側には排気ファン２１が設置されている。
【００３２】
以上のように構成される吸着式除湿機では、外気から吸気ファン２６によって取り込んだ空気をプレクーラー２７で冷却し、取り込まれた空気中の水分を予め設定した湿度まで除去する。設定した湿度まで下げられた空気を除湿ロータ２２に送り込み、最終的に必要とされる湿度まで水分を除去する。この除湿ロータ２２で水分を吸着する際に吸着熱が発生するため、送り込んだ空気の温度が上昇する。そのため、アフタークーラー２８によって乾燥空気の温度を下げ、ミニエン本体１へミニエン供給用乾燥空気２９として供給する。このアフタークーラー２８によってミニエン本体１の内部の温度を一定にすることも可能となる。さらに、湿度を下げられたミニエン本体１の内部のミニエン回収空気３０を除湿機の吸気側に戻し、吸気湿度を下げることにより、乾燥空気の水分量を下げるとともに、除湿機の負荷を軽減させる。
【００３３】
また、除湿ロータ２２は一定量の水分を吸着すると、除湿ロータ２２内の除湿材が飽和し、水分を吸着できなくなる。そのため、除湿材を再生し、再び水分を吸着できる状態に戻す必要がある。この除湿ロータ２２を再生するためには、吸着した水分を蒸発させて再生させる。外気からの再生用空気２４とミニエン本体１に供給する乾燥空気の一部を再生用乾燥空気２５として使用する。再生用空気２４と再生用乾燥空気２５を再生ヒーター２３で温度を上げ、空気中に取り込める水分の量を多くする。温度を上げた再生用空気３１を除湿ロータ２２に通し、除湿ロータ２２が吸着した水分を蒸発させ、除湿ロータ再生後の高湿度空気３２を排気ヒーター３３によって、除湿ロータ２２から蒸発した水分が除湿機内部で再結露しないように加熱して、排気ファン２１で排気する。
【００３４】
以上のように動作する吸着式除湿機では、除湿ロータ２２を一定速度で回転させることにより、水分の吸着と再生とを繰り返し行え、連続的に除湿することができる。
【００３５】
＜ペルチェ素子を使用したクーラー及びヒーターの説明＞
図３を用いて、前述した吸着式除湿機に搭載される、ペルチェ素子を使用したクーラー及びヒーターについて説明する。図３は、このペルチェ素子を使用したクーラー及びヒーターの一例を示す説明図である。図３は、図２に示した、除湿ロータ２２の一方の側のプレクーラー２７と排気ヒーター３３との組と、（）内に付した除湿ロータ２２の他方の側のアフタークーラー２８と再生ヒーター２３との組を示している。
【００３６】
例えば、一般的な吸着式除湿機に搭載されているプレクーラーとアフタークーラーは、エアコン等の空調機に使用される冷凍機を搭載している。ドライルームなどの部屋全体を低湿度環境にする場合は、供給する乾燥空気の量が多いため、除湿機自体の設備が大きく、冷凍機を搭載しても差し支えない。
【００３７】
しかし、本実施の形態のようなミニエンに付属される吸着式除湿機では、ミニエン本体１の内部のみを低湿度環境にする場合は設備の設置面積が限られているため、除湿機１０を小型にする必要がある。
【００３８】
また、一般的な吸着式除湿機に搭載されている再生用ヒーターは、電気ヒーターが主に使われている。この場合も、除湿機自体の設備が大きくなっても差し支えないが、本実施の形態のようなミニエンに付属される吸着式除湿機では、除湿機１０を小型にする必要がある。
【００３９】
そこで、本実施の形態の除湿機１０では、電流を流すことにより片側が吸熱、もう一方が放熱を行うペルチェ素子４１をクーラーとヒーターとの熱源に使用して、吸熱側にプレクーラー２７、アフタークーラー２８を取付け、放熱側に再生ヒーター２３、排気ヒーター３３を取付ける。具体的には、プレクーラー２７と排気ヒーター３３との組に１つのペルチェ素子４１を使用し、同様に、アフタークーラー２８と再生ヒーター２３との組にも、もう１つのペルチェ素子４１を使用する。これにより、１つのペルチェ素子４１で、プレクーラー２７またはアフタークーラー２８による冷却と、排気ヒーター３３または再生ヒーター２３による加熱を行い、除湿機１０を小型化することができる。
【００４０】
また、ペルチェ素子４１は、ペルチェ素子コントローラ４２に電気的に接続され、このペルチェ素子コントローラ４２によって冷却温度または加熱温度を制御することにより、除湿量を制御することが可能となる。
【００４１】
＜本実施の形態の効果＞
以上説明したように、本実施の形態に係るミニエンによれば、以下のような効果を得ることができる。
【００４２】
（１）吸着式除湿機からなる除湿機１０を備え、ミニエン本体１のウェーハ搬送室内を低湿度環境に維持することで、ウェーハ８に水分の付着を防止することができる。
【００４３】
（２）プレクーラー２７の冷却装置と排気ヒーター３３の加熱装置との熱源にペルチェ素子４１を使用し、アフタークーラー２８の冷却装置と再生ヒーター２３の加熱装置との熱源にペルチェ素子４１を使用することで、それぞれ１つの熱源で冷却と加熱を行うことができるため、設備の小型化と省エネルギーを実現することができる。
【００４４】
（３）プレクーラー２７及びアフタークーラー２８の冷却装置と、再生ヒーター２３及び排気ヒーター３３の加熱装置とを備えることで、ミニエン本体１内の除湿及び除湿ロータ２２内の除湿材の再生を実現することができる。
【００４５】
（４）ファンユニット２とフィルタユニット３からなるＦＦＵを備え、ファンユニット２の吸気側に乾燥空気を供給し、その乾燥空気をフィルタユニット３にて異物を除去することで、高清浄度、低湿度環境を実現することができる。
【００４６】
（５）露点計１５を備え、この露点計１５でミニエン本体１の内部の湿度を検出して、ミニエン本体１内を一定の低湿度環境に維持することができる。
【００４７】
（６）温度センサ１６を備え、この温度センサ１６でミニエン本体１の内部の温度を検出して、ミニエン本体１内の温度を一定に制御することができる。
【００４８】
（７）設備の小型化と省エネルギーを実現できる低露点型の除湿機１０を有するミニエンを提供することができる。
【００４９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明のミニエンは、半導体製造装置及び検査装置へウェーハを供給、排出するミニエンに関し、ウェーハ搬送を行う搬送室内を低湿度状態に管理することができるミニエンに利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１ ミニエン本体
２ ファンユニット
３ フィルタユニット
４ 搬送ロボット
５ ロボットハンド
６ ロードポート
７ ＦＯＵＰ
８ ウェーハ
９ ＦＦＵからの気流
１０ 除湿機
１１ 吸気ダクト
１２ 排気ダクト
１３ 乾燥空気の気流
１４ ミニエンからの排気
１５ 露点計
１６ 温度センサ
２１ 排気ファン
２２ 除湿ロータ
２３ 再生ヒーター
２４ 再生用空気
２５ 再生用乾燥空気
２６ 吸気ファン
２７ プレクーラー
２８ アフタークーラー
２９ ミニエン供給用乾燥空気
３０ ミニエン回収空気
３１ 温度を上げた再生用空気
３２ 除湿ロータ再生後の高湿度空気
３３ 排気ヒーター
４１ ペルチェ素子
４２ ペルチェ素子コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハ搬送を行う搬送室を内部に有する本体と、前記本体の排気側と吸気側との間に設置され、前記本体の内部を除湿する除湿機とを備え、
前記除湿機は、吸着式除湿機からなり、水分を吸着する除湿材に供給する空気を冷却する冷却装置と、前記水分を吸着する除湿材に供給する空気を加熱する加熱装置とを備え、前記冷却装置と前記加熱装置との熱源にペルチェ素子が使用されていることを特徴とするミニエンバイロメント搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載のミニエンバイロメント搬送装置において、
前記除湿機は、前記吸着材を有する除湿ロータと、前記本体の排気側から前記除湿ロータの第１の吸気側への経路に設置された第１の冷却装置と、前記除湿ロータの第１の排気側から前記本体の吸気側への経路に設置された第２の冷却装置と、前記第２の冷却装置の排気側から前記除湿ロータの第２の吸気側への経路に設置された第１の加熱装置と、前記除湿ロータの第２の排気側から外部への経路に設置された第２の加熱装置とを備え、前記第１の冷却装置と前記第２の加熱装置との熱源に第１のペルチェ素子が使用され、前記第２の冷却装置と前記第１の加熱装置との熱源に第２のペルチェ素子が使用されていることを特徴とするミニエンバイロメント搬送装置。
【請求項３】
請求項２に記載のミニエンバイロメント搬送装置において、
前記第１の冷却装置と前記第２の冷却装置とは、前記本体の内部を除湿する装置として機能し、前記第１の加熱装置と前記第２の加熱装置とは、前記除湿ロータを再生する装置として機能することを特徴とするミニエンバイロメント搬送装置。
【請求項４】
請求項１に記載のミニエンバイロメント搬送装置において、
前記本体の吸気側に設置され、ファンユニットとフィルタユニットとからなるファンフィルタユニットを備え、前記除湿機からの乾燥空気が前記ファンユニットに供給され、前記ファンユニットを通った乾燥空気が前記フィルタユニットにて異物が除去されて、前記本体の内部の清浄度と湿度環境が維持されることを特徴とするミニエンバイロメント搬送装置。
【請求項５】
請求項１に記載のミニエンバイロメント搬送装置において、
前記本体の内部の湿度を検出する露点計を備え、前記露点計にて前記本体の内部の湿度が検出されて、前記本体の内部の湿度環境が維持されることを特徴とするミニエンバイロメント搬送装置。
【請求項６】
請求項１に記載のミニエンバイロメント搬送装置において、
前記本体の内部の温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサにて前記本体の内部の温度が検出されて、前記本体の内部の温度環境が維持されることを特徴とするミニエンバイロメント搬送装置。
【請求項１】
ウェーハ搬送を行う搬送室を内部に有する本体と、前記本体の排気側と吸気側との間に設置され、前記本体の内部を除湿する除湿機とを備え、
前記除湿機は、吸着式除湿機からなり、水分を吸着する除湿材に供給する空気を冷却する冷却装置と、前記水分を吸着する除湿材に供給する空気を加熱する加熱装置とを備え、前記冷却装置と前記加熱装置との熱源にペルチェ素子が使用されていることを特徴とするミニエンバイロメント搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載のミニエンバイロメント搬送装置において、
前記除湿機は、前記吸着材を有する除湿ロータと、前記本体の排気側から前記除湿ロータの第１の吸気側への経路に設置された第１の冷却装置と、前記除湿ロータの第１の排気側から前記本体の吸気側への経路に設置された第２の冷却装置と、前記第２の冷却装置の排気側から前記除湿ロータの第２の吸気側への経路に設置された第１の加熱装置と、前記除湿ロータの第２の排気側から外部への経路に設置された第２の加熱装置とを備え、前記第１の冷却装置と前記第２の加熱装置との熱源に第１のペルチェ素子が使用され、前記第２の冷却装置と前記第１の加熱装置との熱源に第２のペルチェ素子が使用されていることを特徴とするミニエンバイロメント搬送装置。
【請求項３】
請求項２に記載のミニエンバイロメント搬送装置において、
前記第１の冷却装置と前記第２の冷却装置とは、前記本体の内部を除湿する装置として機能し、前記第１の加熱装置と前記第２の加熱装置とは、前記除湿ロータを再生する装置として機能することを特徴とするミニエンバイロメント搬送装置。
【請求項４】
請求項１に記載のミニエンバイロメント搬送装置において、
前記本体の吸気側に設置され、ファンユニットとフィルタユニットとからなるファンフィルタユニットを備え、前記除湿機からの乾燥空気が前記ファンユニットに供給され、前記ファンユニットを通った乾燥空気が前記フィルタユニットにて異物が除去されて、前記本体の内部の清浄度と湿度環境が維持されることを特徴とするミニエンバイロメント搬送装置。
【請求項５】
請求項１に記載のミニエンバイロメント搬送装置において、
前記本体の内部の湿度を検出する露点計を備え、前記露点計にて前記本体の内部の湿度が検出されて、前記本体の内部の湿度環境が維持されることを特徴とするミニエンバイロメント搬送装置。
【請求項６】
請求項１に記載のミニエンバイロメント搬送装置において、
前記本体の内部の温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサにて前記本体の内部の温度が検出されて、前記本体の内部の温度環境が維持されることを特徴とするミニエンバイロメント搬送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−１１５０６５（Ｐ２０１３−１１５０６５Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５６８９６（Ｐ２０１１−２５６８９６）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００２３３５４９）株式会社日立ハイテクコントロールシステムズ (130)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００２３３５４９）株式会社日立ハイテクコントロールシステムズ (130)
【Ｆターム（参考）】
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